Les molécules hautement réactives ne peuvent pas survivre longtemps dans la nature. Si les chercheurs veulent les étudier de plus près, ils doivent les produire dans des conditions de laboratoire très particulières. Par rapport aux molécules "normales", beaucoup de ces minuscules particules ont une particularité :elles se lient simplement à tout ce qui les entoure et sont donc très difficiles à diriger.

Dirigé par le Dr Jonas Warneke, Des chercheurs de l'Institut de chimie physique et théorique Wilhelm Ostwald de l'Université de Leipzig ont réalisé une avancée décisive dans l'étude d'un type de particules hautement réactives. Sur la base de leurs recherches, ils comprennent maintenant les "préférences de liaison" de ces particules.

Leurs recherches servent de base à l'utilisation ciblée de ces molécules hautement réactives, par exemple, pour générer de nouvelles structures moléculaires ou pour lier des "déchets" chimiques dangereux et ainsi les éliminer. Les chercheurs ont maintenant publié leurs résultats dans la revue Chimie—Une revue européenne , et leurs recherches ont été présentées sur la couverture grâce à l'excellente critique qu'ils ont reçue.

Ce que les molécules et les gens ont en commun

Les molécules et les personnes ont en fait beaucoup en commun. Il y a ceux qui sont léthargiques et préfèrent rester entre eux, et il y a ceux qui sont très actifs et extravertis. Et puis il y a ceux qui sont tellement insatisfaits de leur situation qu'ils attaquent au hasard tout le monde dans leur entourage. Si vous voulez les amener à se comporter de manière sociale, vous devez d'abord comprendre la raison de leurs attaques. Les chimistes travaillent de la même manière avec des composés hautement réactifs. Compte tenu de leur réactivité exceptionnelle, les synthèses ciblées (la production d'une molécule spécifique) avec ces composés sont extrêmement difficiles. Si vous voulez que ces composés hautement réactifs réagissent avec une molécule spécifique, cela échoue généralement car ils réagissent plutôt avec le solvant dans leur environnement. Ils se lient à tout ce qui se trouve sur leur chemin. "Mais c'est, En réalité, l'énorme opportunité qu'offrent ces composés. Ils sont capables d'induire même de petites molécules et atomes très peu réactifs à réagir d'une manière qui n'aurait pas été possible autrement, " explique Warneke.

Diriger des composés hautement réactifs

Depuis plusieurs années maintenant, des chercheurs de l'institut Wilhelm Ostwald ont étudié un type spécial de composé hautement réactif avec douze atomes de bore qui peuvent se lier même aux gaz rares très peu réactifs. Onze atomes de bore ont un partenaire de liaison (appelé substituant), tandis que le douzième atome de bore effectue l'attaque. Comment orienter ces composés hautement réactifs pour que des synthèses ciblées soient possibles dans le futur ? Pour répondre à cette question, les chercheurs ont produit ces composés hautement réactifs dans l'environnement sans solvant et sans air d'un spectromètre de masse et ont ainsi isolé les composés de manière à ce qu'il n'y ait aucun composé dans leur environnement à attaquer.

Dans un deuxième temps, les composés hautement réactifs ont été sélectivement nourris avec des partenaires de réaction qu'ils ont attaqués. Les chercheurs ont découvert que "l'agressivité" des composés changeait lorsque les substituants étaient modifiés. "Ce n'était pas surprenant au début, " Warneke dit. " Cependant, nous avons alors constaté que la propension à attaquer ne devenait pas simplement plus forte ou plus faible à la suite de cet échange d'atomes, mais au lieu de cela, cela dépendait fortement du partenaire de réaction présent. » Les chercheurs ont pu montrer que les substituants ont une forte influence sur la réactivité et retracent les préférences de réaction jusqu'à une liaison chimique très spécifique qui se forme à des degrés divers en fonction de la réaction. partenaire.

Cette découverte a surpris les chercheurs car en chimie ce type de liaison se retrouve plus couramment avec les composés métalliques et non avec les composés du bore étudiés, qui appartiennent aux composés non métalliques. Cette hypothèse a finalement été prouvée au-delà de tout doute raisonnable par des méthodes expérimentales et théoriques spéciales menées par le groupe de recherche en début de carrière sous Warneke en partenariat avec les groupes de travail dirigés par le professeur Dr. Knut Asmis et le professeur Dr. Ralf Tonner, tous deux de l'Institut Wilhelm Ostwald. Le groupe poursuivra ses recherches avec ses partenaires de Wuppertal. Ils espèrent ainsi pouvoir utiliser des molécules comme le monoxyde de carbone ou l'azote de l'air pour des synthèses ciblées. Mais Warneke dit qu'il y a encore un long chemin à parcourir avant que cela ne se produise.